CN104214996B - 平行流蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平行流蒸发器，包括并行设置的第一集流管和第二集流管，并行设置的第三集流管和第四集流管；第一集流管和第三集流管之间与第二集流管和第四集流管之间分别通过扁管连通；第一集流管和第二集流管均被分隔为互不连通的第一段、第二段和第三段，两者的第一段和第三段分别连通；第二段未连通且分别设有流体入口和流体出口；第三集流管和第四集流管未连通；扁管非垂直放置时，第三集流管被分隔为互不连通的第一部和第二部，第一部通过扁管与第一集流管第一段及第二段连通，第二部通过扁管与第一集流管第二段及第三段连通。本发明提供的平行流蒸发器有利于制冷剂的均匀分配，抑制了流动过程中的气液分层，提高了平行流蒸发器的性能。

Description

平行流蒸发器

技术领域

本发明涉及蒸发器技术领域，特别是涉及一种平行流蒸发器。

背景技术

平行流蒸发器具有制冷效率高、体积小、重量轻等特点，已被逐渐应用在汽车空调系统中。

平行流蒸发器是将管带式蒸发器的制冷剂单路进出或双路并、串联进出的形式改变为双层多流程进出的形式。平行流蒸发器包括两个集流管组，每个集流管组包括两个可以相互流通的集流管；其中，一个集流管组的两个集流管分别与另一集流管组的两个集流管连通，集流管之间通过扁管连通，相邻的扁管之间设有散热翅片，用以强化蒸发器与空气侧的换热效率。

在上述集流管的内部设置隔板，可以将所有的扁管分成若干个流程，合理分配每个流程的扁管数，即可得到较佳的平行流蒸发器换热效率。

现有平行流蒸发器的集流管内隔板的设置，普遍使得制冷剂在集流管各段的流程不一，差距较大，如在集流管某段的流程过长，而在另一段的流程过短，影响制冷剂在集流管各段内的流动，从而影响制冷剂在扁管中的均匀分配，此外，由于制冷剂在较长的流程内容易气液层分离，也会影响平行流蒸发器的性能。

有鉴于此，如何改进平行流蒸发器的结构，缩短制冷剂在集流管内的流程，从而抑制制冷剂的气液层分离，保证制冷剂在扁管中的均匀分配，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种平行流蒸发器，该平行流蒸发器能够抑制制冷剂在流道内的气液层分离，保证制冷剂在扁管中的均匀分配。

为解决上述技术问题，本发明提供一种平行流蒸发器，包括：

并行设置的第一集流管和第二集流管以及并行设置的第三集流管和第四集流管；所述第一集流管和所述第三集流管通过多根扁管连通，所述第二集流管和所述第四集流管通过多根扁管连通；

所述第一集流管和所述第二集流管分别被分隔为互不连通的第一段、第二段和第三段；所述第一集流管的第一段、第三段分别与所述第二集流管的第一段、第三段连通；所述第一集流管的第二段与所述第二集流管的第二段未连通；

所述第一集流管的第二段和所述第二集流管的第二段分别设有流体入口和流体出口；

所述第三集流管和所述第四集流管未连通；所述扁管非垂直放置时，所述第三集流管被分隔为互不连通的第一部和第二部，所述第一部通过所述扁管与所述第一集流管的第一段及第二段连通，所述第二部通过所述扁管与所述第一集流管的第二段及第三段连通。优选地，所述流体入口位于所述第一集流管的第二段的中部，所述流体出口位于所述第二集流管的第二段的中部。

优选地，所述第一集流管的第一段和第三段的长度相等，所述第二集流管的第一段和第三段的长度相等。

优选地，所述第一集流管的第二段的长度为其第一段长度的两倍，所述第二集流管的第二段的长度为其第一段长度的两倍。

优选地，所述第三集流管的第一部的长度等于其第二部的长度。

优选地，所述第三集流管和所述第四集流管内均设有抑制流体气液分层的带孔隔板。

优选地，所述第一集流管的第一段和所述第二集流管的第一段通过设于其交接处的通孔连通，所述第一集流管的第三段和所述第三集流管的第二段通过设于其交接处的通孔连通。

优选地，所述扁管之间设有散热翅片。

优选地，所述散热翅片为波纹状散热翅片。

优选地，所述散热翅片为百叶窗形散热翅片。

相对上述背景技术，本发明提供的平行流蒸发器通过结构的改进使得制冷剂在集流管内的流程缩短，有利于制冷剂在扁管之间的均匀分配。具体地，所述第一集流管和所述第二集流管分别被分隔为互不连通的第一段、第二段和第三段；所述第一集流管的第一段、第三段分别与所述第二集流管的第一段、第三段连通；所述第一集流管的第二段和所述第二集流管的第二段分别设有流体入口和流体出口；所述第一集流管的第二段与所述第二集流管的第二段未连通；所述第三集流管和所述第四集流管未连通；扁管非垂直放置时，所述第三集流管被分隔为互不连通的第一部和第二部，所述第一部通过所述扁管与所述第一集流管的第一段及第二段连通，所述第二部通过所述扁管与所述第一集流管的第二段及第三段连通。如此设置后，制冷剂在各个集流管内的流程缩短，避免了流动过程中制冷剂需要流过整个集流管的状况，有利于制冷剂在扁管内的均匀分配，同时有效地抑制了流动过程中的气液分层，提高了平行流蒸发器的性能。

在本发明的优选方案中，所述第一集流管的第一段和第三段长度相等，所述第二集流管的第一段和第三段的长度相等，且第一集流管的第二段长度为其第一段长度的两倍，第二集流管的第二段长度为其第一段长度的两倍，并第三集流管的第一部和第二部的长度相等；如此设置，使得制冷剂在各集流管的各个部分的流程大致相同，更有利于制冷剂在扁管内的均匀分配，可进一步提高平行流蒸发器的工作性能。

在本发明的更优选方案中，在第三集流管和第四集流管内均设置有带孔隔板，带孔隔板可以抑制制冷剂的气液分层，使得气液两相流流体在扁管之间的分配更加的均匀。

附图说明

图1为本发明所提供平行流蒸发器一种实施方式的结构示意图；

图2为图1中上集流管组的结构示意图；

图3为图1中下集流管组的结构示意图；

图4和图5为制冷剂在图1所示平行流蒸发器内的流动示意图。

图1-图5中：

上集流管组10、第一集流管11、第一集流管第一段111、第一集流管第二段112、第一集流管第三段113、流体入口114、第二集流管12、第二集流管第一段121、第二集流管第二段122、第二集流管第三段123、流体出口124、无孔上隔板13、翻边孔14、通孔15；

下集流管组20、第三集流管21、第三集流管第一部211、第三集流管第二部212、第四集流管22、第四集流管第一端221、第四集流管第二端222、无孔下隔板23、翻边冲孔24；

扁管30，散热翅片40。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种平行流蒸发器，该平行流蒸发器能够抑制制冷剂在流道内的气液层分离，保证制冷剂在扁管中的均匀分配。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

需要指出的上，本文中所涉及的上和下等方位词，是以图2中零部件位于图中及零部件之间的位置来定义的，只是为了表述技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求的保护范围。

请参考图1，图1为本发明所提供平行流蒸发器一种实施方式的结构示意图。

在该种实施方式中，平行流蒸发器包括上集流管组10和下集流管组20；上集流管组10包括并行设置的第一集流管11和第二集流管12，下集流管组20包括并行设置的第三集流管21和第四集流管22，其中，第一集流管11和第三集流管21之间通过多根扁管30连通，第二集流管12和第四集流管22之间通过多根扁管30连通；相邻两扁管30之间设有散热翅片40，用以强化平行流蒸发器与空气侧的换热效率；散热翅片40可以为波纹状或百叶窗形。

请一并参考图2，图2为图1中上集流管组的结构示意图。

第一集流管11和第二集流管12均被无孔上隔板13分隔为第一段、第二段和第三段三部分；其中，第一集流管第一段111和第二集流管第一段121连通，第一集流管第三段113和第二集流管第三段123连通，第一集流管第二段112和第二集流管第二段122未连通；具体地，在第一集流管第一段111和第二集流管第一段121的交接处，以及第一集流管第三段113和第二集流管第三段123的交接处均设有若干个通孔15，使得制冷剂可以在第一集流管第一段111和第二集流管第一段121之间，以及第一集流管第三段113和第二集流管第三段123之间流动。

第一集流管第二段112上设有流体入口114，第二集流管第二段122上设有流体出口124；当然，也可以将流体入口设置在第二集流管第二段122上，流体出口设置在第一集流管第二段112上。

第一集流管11和第二集流管12的下端均设有翻边孔14，用于固定并连通与之相配合的扁管30。

请一并参考图3，图3为图1中下集流管组的结构示意图。

第三集流管21被无孔下隔板23分隔为第一部和第二部两部分；第三集流管21和第四集流管22的上端设有翻边冲孔24，用于固定并连通与之相配合的扁管30。

第三集流管21和第四集流管22未连通。

其中，第三集流管第一部211通过扁管30与第一集流管第一段111和第一集流管第二段112连通，第三集流管第二部212通过扁管30与第一集流管第二段112和第一集流管第三段113连通；如此设置流入第一集流管第二段112的制冷剂能够通过扁管30同时流入第三集流管第一部211和第三集流管第二部212。

第四集流管22中未设置无孔隔板，第二集流管第一段121和第二集流管第三段123内的制冷剂通过扁管30分别从第四集流管第一端221和第四集流管第二端222流入第四集流管22内会合，并通过扁管30流入第二集流管第二段122，并从流体出口124流出平行流蒸发器。

请一并参考图4和图5，图4和图5示出了制冷剂在该平行流蒸发器内的流动示意图；其中，图4给出的是制冷剂在第一集流管11和第三集流管21之间的流动示意图，图5给出的是制冷剂在第四集流管22和第二集流管12之间的流动示意图。

具体地，制冷剂从流体入口114流入平行流蒸发器内，由于无孔上隔板13的作用，制冷剂先进入第一集流管第二段112，然后沿扁管30流入第三集流管21，由于第三集流管第一部211和第三集流管第二部212均通过扁管30与第一集流管第二段112连通，所以制冷剂的一部分流入第三集流管第一部211，另一部分流入第三集流管第二部212；第三集流管第一部211内的制冷剂再沿扁管30流入第一集流管第一段111，由于第一集流管第一段111和第二集流管第一段121通过通孔15连通，所以第一集流管第一段111内的制冷剂可通过通孔15流入第二集流管第一段121；类似地，第三集流管第二部212内的制冷剂沿扁管30流入第一集流管第三段113，由于第一集流管第三段113和第二集流管第三段123通过通孔15连通，所以第一集流管第三段113内的制冷剂也可通过通孔15流入第二集流管第三段123；第二集流管第一段121和第二集流管第三段123内的制冷剂分别沿扁管30流入第四集流管第一端221和第四集流管第二端222，由于第四集流管22内未设置无孔隔板，所以制冷剂在第四集流管22内会合，并可以通过扁管30会流至第二集流管第二段122，最后从流体出口124流出平行流蒸发器。

由上述制冷剂在平行流蒸发器内的流动可知：制冷剂在各集流管内的流程均未达到集流管的整个长度，特别是在第一集流管11和第二集流管12内的流程，均不超过第一集流管11和第二集流管12的一半长度，与现有技术中的平行流蒸发器相比，大大缩短了制冷剂在集流管内的流程，从而有效避免了由于在集流管内流程过长引起的气液分层，更有利于制冷剂在扁管30内的均匀分配，有效地提高了平行流蒸发器的工作性能。

进一步地，流体入口114和流体出口124分别位于第一集流管第二段112的中部和第二集流管第二段122的中部。如此，使得制冷剂进入第一集流管第二段112后能通过扁管30均匀分配至第三集流管第一部211和第三集流管第二部212；制冷剂从第四集流管22通过扁管30会流至第二集流管第二段122时，在第二集流管第二段122内的流动均匀。

在此基础上，第一集流管11的无孔上隔板13的设置使得第一集流管第一段111的长度等于第一集流管第三段113的长度，如此可均匀分配制冷剂在第一集流管第一段112和第一集流管第三段113的流量；同时，使第一集流管第二段112的长度等于第一集流管第一段111的两倍，可进一步使制冷剂在第一集流管11各段的流程更加均匀，如此，制冷剂在第一集流管11各段的流程大致相同，流程最长为第一集流管11长度的四分之一，更有利于制冷剂在扁管30内的均匀分配。

类似地，第二集流管12的无孔上隔板13的设置使得第二集流管第一段121的长度等于第二集流管第三段123长度，且第二集流管第二段122的长度为第二集流管第一段121的长度的两倍，如此制冷剂在第二集流管12各段的流程也大致相同。

在上述基础上，进一步地，使第三集流管第一部211和第三集流管第二部212的长度相同，使得制冷剂在第三集流管21各部及第四集流管22内的流程趋于一致，如此，可进一步缩短制冷剂在各集流管各段内的流程，更有利于制冷剂在扁管30内的均匀分配和抑制制冷剂的气液分层，可有效提高平行流蒸发器的换热效率。

进一步地，可以在第三集流管21和第四集流管22上设置带孔隔板，有助于抑制制冷剂的气液分层，并使得气液两相流流体在扁管30之间的分配更加均匀；带孔隔板在第三集流管21和第四集流管22上的位置排布可通过模拟实验来确定。

这里还需要说明的是，在具体使用时，可使该平行流蒸发器的扁管30处于垂直方向放置，即图1中的放置方式，如此，第三集流管21内的无孔下隔板23可以省去，可简化装配步骤，并且有利于冷凝水的排出；当然，此时，若第三集流管21内仍设置无孔下隔板23也是可以的。

以上对本发明所提供的平行流蒸发器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种平行流蒸发器，包括：

并行设置的第一集流管和第二集流管以及并行设置的第三集流管和第四集流管；所述第一集流管和所述第三集流管通过多根扁管连通，所述第二集流管和所述第四集流管通过多根扁管连通；

其特征在于：

所述第一集流管和所述第二集流管分别被分隔为互不连通的第一段、第二段和第三段；所述第一集流管的第一段、第三段分别与所述第二集流管的第一段、第三段连通；所述第一集流管的第二段与所述第二集流管的第二段未连通；

所述第一集流管的第二段和所述第二集流管的第二段分别设有流体入口和流体出口；

所述第三集流管和所述第四集流管未连通；

所述扁管非垂直放置时，所述第三集流管被分隔为互不连通的第一部和第二部，所述第一部通过所述扁管与所述第一集流管的第一段及第二段连通，所述第二部通过所述扁管与所述第一集流管的第二段及第三段连通。

2.如权利要求1所述的平行流蒸发器，其特征在于，所述流体入口位于所述第一集流管的第二段的中部，所述流体出口位于所述第二集流管的第二段的中部。

3.如权利要求2所述的平行流蒸发器，其特征在于，所述第一集流管的第一段和第三段的长度相等，所述第二集流管的第一段和第三段的长度相等。

4.如权利要求3所述的平行流蒸发器，其特征在于，所述第一集流管的第二段的长度为其第一段长度的两倍，所述第二集流管的第二段的长度为其第一段长度的两倍。

5.如权利要求4所述的平行流蒸发器，其特征在于，所述第三集流管的第一部的长度等于其第二部的长度。

6.如权利要求1至5任一项所述的平行流蒸发器，其特征在于，所述第三集流管和所述第四集流管内均设有抑制流体气液分层的带孔隔板。

7.如权利要求1至5任一项所述的平行流蒸发器，其特征在于，所述第一集流管的第一段和所述第二集流管的第一段通过设于其交接处的通孔连通，所述第一集流管的第三段和所述第二集流管的第三段通过设于其交接处的通孔连通。

8.如权利要求1至5任一项所述的平行流蒸发器，其特征在于，所述扁管之间设有散热翅片。

9.如权利要求8所述的平行流蒸发器，其特征在于，所述散热翅片为波纹状散热翅片。

10.如权利要求8所述的平行流蒸发器，其特征在于，所述散热翅片为百叶窗形散热翅片。